(57)【要約】  繊維強化プラスチック構造体は、ガラス、炭素、アラミド、アルミナおよびボロンよりなる群より選択された一以上の物質よりなる繊維と、前記繊維に含浸して結合するマトリックス樹脂組成物であって、ビスフェノール系エポキシを含む樹脂と、硬化剤と、を含むマトリックスと、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムおよびブチルゴムよりなる群より選択された一以上のエラストマを含み、平均粒子径において０．０１乃至０．５μｍであり、前記樹脂の１００重量部に対して１乃至５０重量部の割合で混合されて前記マトリックス中に一次分散した粒子と、を含むマトリックス樹脂組成物と、よりなる。
2011040567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビスフェノール系エポキシを含む樹脂と、硬化剤と、を含むマトリックスと、
ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムおよびブチルゴムよりなる群より選択された一以上のエラストマを含み、平均粒子径において０．０１乃至０．５μｍである粒子であって、前記樹脂の１００重量部に対して１乃至５０重量部の割合となるべく混合されて前記マトリックス中に一次分散した粒子と、
を備えた繊維強化プラスチック用のマトリックス樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１のマトリックス樹脂組成物において、前記粒子は、前記エラストマを囲み、塩化ビニルおよびアクリル樹脂よりなる群より選択された一以上の樹脂よりなるシェルを備える。
【請求項３】
請求項１のマトリックス樹脂組成物において、前記粒子は前記樹脂の１００重量部に対して２乃至３０重量部である。
【請求項４】
請求項１のマトリックス樹脂組成物において、前記粒子は前記樹脂の１００重量部に対して２．５乃至１５重量部である。
【請求項５】
請求項１のマトリックス樹脂組成物において、前記マトリックスは、ナフタレン骨格を有する２官能型エポキシ樹脂、分子内に水酸基を有するフェノキシ樹脂、トリグリシジルパラアミノフェノール、テトラグリシジルパラアミノメタン、およびノボラック型のエポキシ樹脂よりなる群より選択された何れかを、前記マトリックスの全体に対して０重量％を越えて３０重量％以下でさらに含む。
【請求項６】
ガラス、炭素、アラミド、アルミナおよびボロンよりなる群より選択された一以上の物質よりなる繊維と、
前記繊維に含浸して結合するマトリックス樹脂組成物であって、
ビスフェノール系エポキシを含む樹脂と、硬化剤と、を含むマトリックスと、
ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムおよびブチルゴムよりなる群より選択された一以上のエラストマを含み、平均粒子径において０．０１乃至０．５μｍであり、前記樹脂の１００重量部に対して１乃至５０重量部の割合で混合されて前記マトリックス中に一次分散した粒子と、を含むマトリックス樹脂組成物と、
を備えた構造体。
【請求項７】
請求項６の構造体において、前記粒子は、前記エラストマを囲み、塩化ビニルおよびアクリル樹脂よりなる群より選択された一以上の樹脂よりなるシェルを備える。
【請求項８】
請求項６の構造体において、前記粒子は前記樹脂の１００重量部に対して２乃至３０重量部である。
【請求項９】
請求項６の構造体において、前記粒子は前記樹脂の１００重量部に対して２．５乃至１５重量部である。
【請求項１０】
請求項６の構造体において、前記マトリックスは、前記マトリックスは、ナフタレン骨格を有する２官能型エポキシ樹脂、分子内に水酸基を有するフェノキシ樹脂、トリグリシジルパラアミノフェノール、テトラグリシジルパラアミノメタン、およびノボラック型のエポキシ樹脂よりなる群より選択された何れかを、前記マトリックスの全体に対して０重量％を越えて３０重量％以下でさらに含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化プラスチック構造体に適用されてその衝撃吸収能を改善するマトリックス樹脂組成物および改善された衝撃吸収能を有する繊維強化プラスチック構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機のジェットエンジンは、一例として、ファンアセンブリ、コンプレッサ、燃焼器、タービンおよびその他のアセンブリを備える。タービンにより燃焼ガスからエネルギが取り出されてファンアセンブリが駆動される。ファンアセンブリにより吸入された外気は、その一部が燃焼器に送られ、残りは後方に押し出されることで推力に寄与する。これらの全体はファンケースに収容されて支持される。【０００３】
ジェットエンジンの軽量化のために、アルミニウムやチタニウムの合金がファンケースに適用されている。航空機には高い安全性が要求され、大きな衝撃が印加される場合にも構造を維持することが必要であって、かかる合金の適用には当然に十分な靭性が考慮されている。【０００４】
近年、航空機のさらなる軽量化のために、繊維強化プラスチックをその素材として適用する試みが為されている。翼や胴体の一部に繊維強化プラスチックが適用可能であることが知られている。日本国特許公開２００６−３０５８６７号は関連する技術を開示している。
【発明の概要】
【０００５】
繊維強化プラスチックをファンケースに適用するには、安全性の点で靭性の他にもなお留意すべき特性があり、発明者らによる検討によれば、そのひとつは衝撃吸収能である。例えば内部の部材が破損して高速でファンケースに衝突した時に、かかる部材が高速なまま外部に脱出すると、他の構造部材をも破壊しかねない。すなわちファンケースは、かかる部材が外部に飛び出すことを妨げ、あるいはその運動エネルギを十分に吸収することが必要である。繊維強化プラスチックは、一般に靭性の点で懸念がある上、衝撃吸収能の点でもなお改善の余地がある。本発明は、繊維強化プラスチックの用途を拡大するべく、かかる課題に鑑みて為されたものである。
【０００６】
本発明の第１の局面によれば、繊維強化プラスチック用のマトリックス樹脂組成物は、ビスフェノール系エポキシを含む樹脂と、硬化剤と、を含むマトリックスと、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムおよびブチルゴムよりなる群より選択された一以上のエラストマを含み、平均粒子径において０．０１乃至０．５μｍである粒子であって、前記樹脂の１００重量部に対して１乃至５０重量部の割合となるべく混合されて前記マトリックス中に一次分散した粒子と、を備える。
【０００７】
本発明の第２の局面によれば、構造体は、ガラス、炭素、アラミド、アルミナおよびボロンよりなる群より選択された一以上の物質よりなる繊維と、前記繊維に含浸して結合するマトリックス樹脂組成物であって、ビスフェノール系エポキシを含む樹脂と、硬化剤と、を含むマトリックスと、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムおよびブチルゴムよりなる群より選択された一以上のエラストマを含み、平均粒子径において０．０１乃至０．５μｍであり、前記樹脂の１００重量部に対して１乃至５０重量部の割合で混合されて前記マトリックス中に一次分散した粒子と、を含むマトリックス樹脂組成物と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本発明の一実施形態によるジェットエンジンのファンケースの部分断面平面図である。
【図２】図２は本実施形態による繊維強化プラスチック構造体に関する飛翔体衝撃試験結果であって、衝突直前の速度に対する貫通直後の速度の関係を示している。
【図３】図３も飛翔体衝撃試験結果であって、衝突直前の運動エネルギに対する吸収エネルギの関係を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
本実施形態によれば、繊維強化プラスチック用のマトリックス樹脂組成物は、適宜の樹脂および硬化剤よりなるマトリックスよりなり、前記マトリックスには、繊維強化プラスチックの衝撃吸収能を高める適宜の粒子が一次分散している。本明細書および添付の請求の範囲を通して、「一次分散」なる語は当業者に広範に認められた通常の意味で使用される。通常の意味と異なる定義を導入するものと解釈すべきではないが、その意味は、粒子が一次粒子の状態、すなわち個々の粒子が互いに凝集せずに独立している状態で、媒体に分散していることであると説明できる。
【００１１】
前記樹脂としては、高強度を有し、硬化時の収縮が小さい樹脂（成分Ａ）が有利である。そのような樹脂としては、ビスフェノールAあるいはビスフェノールFを含むビスフェノール系エポキシ樹脂が例示できるが、他の樹脂でもよい。
【００１２】
前記樹脂には、添加成分（成分Ｂ）が含まれていてもよい。例えば耐熱性を向上せしめる等の目的で、変性エポキシ樹脂が添加されていてもよい。変性エポキシ樹脂としては、ナフタレン骨格を有する２官能型エポキシ樹脂や、分子内に水酸基を有するフェノキシ樹脂等を例示することができる。成分Ｂは、２種以上の変性エポキシ樹脂の混合物であってもよい。耐熱性の観点から変性エポキシ樹脂の０重量％以上の添加は好ましく、樹脂の全体に対して２重量％以上の添加がより好ましい。ただし靭性の観点からは、樹脂の全体に対して８０重量％以下の添加が好ましく、５０重量％以下の添加がより好ましく、３０重量％以下の添加はさらに好ましい。
【００１３】
同様に耐熱性を向上せしめる等の目的で、変性エポキシ樹脂に代えて、あるいは加えて、他の成分（成分Ｃ）が添加されていてもよい。そのような例として多官能型エポキシ樹脂が挙げられ、その具体例としては、例えば３官能基のものとしてトリグリシジルパラアミノフェノール、４官能基のものとしてテトラグリシジルパラアミノメタンが例示でき、またノボラック型のエポキシ樹脂が例示できる。あるいは成分Ｃは、これらの２種以上の混合物であってもよい。耐熱性の観点から多官能型エポキシ樹脂の０重量％以上の添加は好ましく、樹脂の全体に対して２重量％以上の添加がより好ましい。ただし靭性の観点からは、樹脂の全体に対して８０重量％以下の添加が好ましく、５０重量％以下の添加がより好ましく、３０重量％以下の添加はさらに好ましい。
【００１４】
成分Ａは、樹脂の全体において、成分Ｂ，Ｃを除く実質的に残部である。硬化前の繊維強化プラスチック前駆体に十分な柔軟性を付与する観点からは、成分Ａは樹脂の全体に対して２０重量％以上であることが好ましい。
【００１５】
エポキシ樹脂には、通常、硬化剤（成分Ｄ）が添加される。エポキシ樹脂に好適な硬化剤としては、一般に知られているように、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、あるいはフェノール系硬化剤が利用できる。あるいは触媒硬化剤を利用することができ、そのような例としてイミダゾール、三塩化ホウ素系アミン錯体が挙げられる。あるいはこれらの２種以上の混合物であってもよい。これらの中で、アミン系硬化剤、例えばベンゼンジアミン、ジアミノジメチルメタンあるいはメタンフェニレンジアミンは、靭性および衝撃吸収能の観点から有利である。通常、エポキシ樹脂中のエポキシ基に対して当量となるように硬化剤を添加する。また硬化の際の反応速度を調整する目的で、サリチル酸あるいは三フッ化ホウ素エチルアミン錯体等が微量添加されてもよい。
【００１６】
繊維強化プラスチックの衝撃吸収能を高める粒子としては、前記樹脂よりも大きな変形能を有するエラストマが好適である。かかる粒子は、印加された衝撃エネルギを変形により吸収し、以って繊維強化プラスチックの靭性を改善すると共に、衝突体から運動エネルギを奪ってその速度を減ずる。そのような粒子の例としては、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴムを列挙することができる。あるいはこれらの２種以上を適用してもよい。
【００１７】
あるいはこれらの１種以上のエラストマをコアとして、コアがそれぞれシェル層に包含された、所謂コアシェル構造の粒子を適用することもできる。シェル層には、塩化ビニルが適用できるが、これに代えて、またはこれと共に、アクリル樹脂が適用できる。
【００１８】
ハンドリングの容易さの点から、粒子の径は好ましくは０．０１μｍ以上であり、より好ましくは０．０５μｍ以上である。一方、均一な分散を促す点から、粒子の径は小さいほうが有利であり、粒子径は好ましくは０．５μｍ以下、より好ましくは０．２μｍ以下である。もちろん可能ならばこれ以外の粒子径を採用することができる。
【００１９】
粒子中のエラストマは、樹脂に対して適宜の比となることが好ましい。すなわち樹脂の１００重量部に対してエラストマが１重量部以上であれば、衝撃吸収能の改善が期待でき、より好ましくは２重量部以上である。エラストマの比が過大であると分散性に問題が生ずるので、５０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、さらに好ましくは２５重量部以下である。ただし、可能ならばこれらの範囲を越える混合比であってもよい。
【００２０】
マトリックス中において粒子が凝集していると、粒子の分布に偏りが生じ、粒子が密な部分において優先して破壊が起こり、結果的に十分な靭性や衝撃吸収能が得られない虞がある。従って十分な衝撃吸収能を得るためには、粒子は一次分散していることが好ましい。
【００２１】
エラストマを含む粒子は、湿式と乾式の何れでも得ることができる。しかし乾燥状態におかれると、固有のファンデルワールス力や静電引力によって粒子は互いに凝集し、一旦凝集した粒子は一次分散し難い。そこで、乾燥状態を経ることなく粒子をマトリックス中に導入し、分散せしめることが好ましい。例えば、水性ラテックスの状態で得られた粒子を、適宜の有機溶媒に混合し、水相を分離除去することにより、有機溶媒中に一次分散した粒子を得る。これを樹脂と混合し、必要ならば有機溶媒を分離除去する。有機溶媒は水相との混合が可能であるものが利用できる。そのような有機溶媒としては、メタノールやエタノールのごときアルコール、アセトンやメチルエチルケトンのごときケトン、ジエチルエーテルやジオキサンのごときエーテル、酢酸メチルや酢酸エチルのごときエステル、トルエンのごとき芳香族炭化水素、クロロホルムのごときハロゲン化炭化水素が例示できる。さらに、水相との混合が可能な有機溶媒と混合した後、水相と混合されない有機溶媒とさらに混合した後、水相を分離除去してもよい。あるいは可能ならば、一次分散は他の方法によってもよい。
【００２２】
樹脂中の各成分の混合と、樹脂への粒子の混合とは、何れの順で実行してもよい。すなわち、樹脂中の各成分を互いに混合した後に、かかる樹脂に粒子を混合してもよい。あるいは、上記成分の何れか、例えばエポキシ樹脂に予め粒子を混合し、その後にこれにＢ，Ｃ成分や硬化剤を混合してもよい。また、予め粒子を混合したエポキシ樹脂に更にエポキシ樹脂を混合することにより、その混合比を調整してもよい。上述の混合比は、結果としての混合比である。
【００２３】
上述により調製されたマトリックス樹脂組成物は、適宜の強化繊維の束に含浸させる。強化繊維は、ガラス、炭素、アラミド、アルミナおよびボロンの何れでもよく、また他の適宜の繊維でもよい。
【００２４】
強化繊維は、一方向に配向した長繊維、複数の方向にそれぞれ配向して積層された長繊維の組、積層されて互いに縫い合わされた長繊維の組、長繊維の２次元的な織物、長繊維の３次元的な織物の何れの形態でもよい。また、マトリックス樹脂組成物中に、短繊維をランダムに分散させてもよい。強化繊維と、これに含浸したマトリックス樹脂組成物とにより、繊維強化プラスチック前駆体が構成される。
【００２５】
繊維強化プラスチック前駆体は、プレス等の適宜の手段により、目的の構造体の形状に成形される。成形後、あるいは成形と同時に、オートクレーブ等の手段により繊維強化プラスチック前駆体は加圧され昇温され、以って樹脂が硬化する。加圧は例えば０．５ないし１ＭＰａだが、必ずしもこれに限られない。また昇温は、例えば１００ないし２００℃で数時間の程度だが、必ずしもこれに限られない。マトリックス樹脂組成物は、硬化により繊維間を互いに結合し、以って繊維強化プラスチック構造体が完成する。
【００２６】
効果を検証するために、下記の各例について衝撃試験を実施した。
【００２７】
成分Ａとして、下記のエポキシ樹脂を用意した。
【００２８】
（Ａ−１）ｊｅｒ８０６の商品名で三菱化学株式会社より一般に入手可能なビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
（Ａ−２）同じくｊｅｒ８０７：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（Ａ−３）同じくｊｅｒ１００１：固形のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（Ａ−４）同じくｊｅｒ４００４Ｐ：固形のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
成分Ｂとして、下記の変性エポキシ樹脂を用意した。
【００２９】
（Ｂ）ＨＰ４０３２の商品名でＤＩＣ株式会社より一般に入手可能なナフタレン骨格含有エポキシ樹脂
成分Ｃとして、下記の多官能型エポキシ樹脂を用意した。
【００３０】
（Ｃ）ｊｅｒ６０４の商品名で三菱化学株式会社より一般に入手可能な４官能基型エポキシ樹脂
成分Ｄとして、下記の硬化剤を用意した。
【００３１】
（Ｄ−１）ＪｅｒＷの商品名で三菱化学株式会社より一般に入手可能なアミン系硬化剤
（Ｄ−２）ＥＫ１５０Ｄの商品名で三菱化学株式会社より一般に入手可能なジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）
成分Ｅとして、下記の粒子を用意した。これらにおいて、粒子は予めエポキシ樹脂に一次分散された状態である。
【００３２】
（Ｅ−１）株式会社カネカより一般に入手可能な２５重量％のスチレンブタジエンゴム粒子を含むビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（Ｅ−２）株式会社カネカより一般に入手可能な２５重量％のポリブタジエンゴム粒子を含むビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
（Ｅ−３）株式会社カネカより一般に入手可能な２５重量％のポリブタジエンゴム粒子を含むビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
さらに、硬化剤としてＭＨＡＣ−Ｐの商品名で日立化成工業株式会社より一般に入手可能な酸無水物硬化剤（メチル−３，６−エンドメチレン−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸）と、触媒としてＥＨＣ−３０の商品名で株式会社ＡＤＥＫＡより一般に入手可能な三級アミンと、潜在性硬化剤としてＤＹ９５７７の商品名でＨＵＮＴＳＭＡＮ株式会社より一般に入手可能な三塩化ホウ素アミン錯体および２Ｅ４ＭＺの商品名で四国化成工業株式会社より一般に入手可能な２−エチル−４−メチルイミダゾールとを用意した。
【００３３】
上述の成分を表１および表２に挙げた混合比にてそれぞれ混合し、Ｔ−１からＴ−１２およびＣ−１からＣ−５の１７種類のマトリックス樹脂組成物の試料を作製した。樹脂含有率３６質量％になるよう、試料をそれぞれ炭素繊維のシート（Ｔ８００Ｓ−２４Ｋの商品名で東レ株式会社より一般に入手可能）に溶剤法により含浸させた。試料の含浸した炭素繊維のシートをそれぞれさらに積層することにより、繊維強化プラスチック前駆体とした。なお積層は４層であって、繊維の配向が相互に異なるように各層を向けており、各層の配向は基準の向きに対してそれぞれ０°、９０°、４５°、−４５°である。以下、かかる積層の方法を擬似等方積層と呼称する。
【００３４】
擬似等方積層された繊維強化プラスチック前駆体の試料を硬化させるべく、それぞれオートクレーブ中に導入し、０．６ＭＰａを印加して、１００℃で２時間加熱し、引き続き１２０℃で１時間加熱し、さらに引き続き１８０℃で６時間加熱した。硬化後の試料の寸法は、縦２００ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚さ５ｍｍである。
【００３５】
狩猟用の銃により、これら試料にその表面に対して垂直に、直径１０ｍｍ×長さ１２ｍｍのチタン製弾丸を２２０ｍ／ｓｅｃにて発射し、弾丸をその衝突前から貫通後にかけて高速度カメラにより撮影した。映像から弾丸の位置を計測することにより、衝突直前および貫通直後の速度を算出した。さらに算出された速度から、以下の式により衝撃吸収率を算出した。
【式１】
【００３６】
2011040567.tif 000003
前記式より理解されるように、貫通後の速度が衝突前の速度に比して小さい（衝撃吸収の程度が大きい）ほど、衝撃吸収率の値は大きくなる。
【００３７】
測定結果を表１および表２に示す。
【表１】
2011040567.tif 000004
【表２】
2011040567.tif 000005
【００３８】
一次分散したエラストマを含む粒子を含む試料Ｔ−１ないしＴ−１２は、粒子を含まない試料Ｃ−１ないしＣ−５に比べ、高い衝撃吸収率を呈している。すなわち、これらは衝撃吸収能の点で優れている。またアミン系硬化剤を含む試料Ｔ−１ないしＴ−３、Ｔ−７ないしＴ−９、Ｔ−１１、Ｔ−１２およびＣ−１は、アミン系硬化剤を含まない試料と比較して、衝撃吸収率が高くなる傾向を有する。
【００３９】
上述の試料Ｔ−３，Ｔ−４，Ｃ−１，Ｃ−４および下記の組成を有する試料Ｃ−６について、さらなる衝撃吸収試験を実施した。
【００４０】
Ｃ−６：テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン（ＥＬＭ４３４の商品名で住友化学株式会社より入手可能）９０重量部＋ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エピクロン３８０の商品名でＤＩＣ株式会社より入手可能）１０重量部＋４，４’−ジアミノジフェニルスルホン（スミキュアＳの商品名で住友化学株式会社より入手可能）３５重量部＋ポリエーテルスルホン（５００３Ｐの商品名でＩＣＩ株式会社より入手可能）１５重量部
試料の寸法は、Ｔ−３，Ｔ−４，Ｃ−１，Ｃ−４、Ｃ−６すべて共通で、縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚さ５ｍｍ、各層の配向は基準の向きに対してそれぞれ０°、４５°、０°、−４５°である。
【００４１】
加圧したガスにより駆動されるガス銃により、これら試料にその表面に対して垂直に、直径１３ｍｍ×長さ１３ｍｍ（質量約１３．３ｇ）の円筒形の鋼製飛翔体を撃ち込み、飛翔体をその衝突前から貫通後にかけて高速度カメラにより撮影した。上述の試験と異なり、種々の飛翔体の速度で、それぞれ試験を行った。映像から弾丸の位置を計測することにより、衝突直前および貫通直後の速度を算出した。さらに算出された速度から、衝突直前の飛翔体の運動エネルギと、試料により吸収されたエネルギを算出した。測定結果を表３に示す。
【表３】
2011040567.tif 000006
【００４２】
速度の測定結果を図２に示す。何れの試料の場合でも、衝突直前の速度Ｖｐがある程度小さければ、飛翔体は試料を貫通できない（貫通直後の速度Ｖｒは０）。速度Ｖｐがある程度大きければ、飛翔体は試料を貫通して、貫通直後の速度Ｖｒが測定される。限界速度以上においては、ＶｒはＶｐとともに鋭く増大するので、Ｖｒ／ＶｐのグラフとＶｒ＝０との交点からこの限界速度を見積もることができる。限界速度は、Ｔ−３の場合で約２００ｍ／ｓ、Ｔ−４の場合で約１８０ｍ／ｓ、Ｃ−４の場合で約１５０ｍ／ｓである。すなわち、一次分散したエラストマを含む粒子を含む試料Ｔ−３およびＴ−４は、粒子を含まない試料Ｃ−４よりも、飛翔体の貫通を防ぐ性能が高い。
【００４３】
運動エネルギの測定結果を図３に示す。グラフの横軸は衝突直前の飛翔体の運動エネルギＥｉであり、縦軸は試料により吸収されたエネルギＥａｂである。限界速度以下では運動エネルギの全てが試料により吸収されるので、プロットされた点は、Ｅｉ＝Ｅａｂである右上がりの直線上に並ぶ。この直線よりも右方に離れた点の群は、飛翔体が試料を貫通した場合のものである。飛翔体が貫通した場合においては、試料により吸収されたエネルギＥａｂは衝突直前の運動エネルギＥｉにあまり依存せず、Ｔ−３の場合は３００Ｊ程度、Ｔ−４の場合は２３０Ｊ程度、Ｃ−４およびＣ−６の場合は１８０Ｊ程度である。すなわち、一次分散したエラストマを含む粒子を含む試料Ｔ−３およびＴ−４は、粒子を含まない試料Ｃ−４およびＣ−６よりも、飛翔体の運動エネルギを吸収する能力、すなわち衝撃吸収能が高い。
【００４４】
本実施形態のマトリックス樹脂組成物および繊維強化プラスチックは、軽量であり、靭性と衝撃吸収能を必要とする構造物に好適である。そのような構造物としては、例えば図１に示したジェットエンジンのファンケースを挙げることができる。もちろん用途はこれに限られず、燃料タンクや各種の輸送機関の胴体など広範である。
【００４５】
好適な実施形態により本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記開示内容に基づき、当該技術分野の通常の技術を有する者が、実施形態の修正ないし変形により本発明を実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
衝撃吸収能に優れた繊維強化プラスチックが提供される。
【図１】
2011040567.tif 000007
【図２】
2011040567.tif 000008
【図３】
2011040567.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月12日(2011.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビスフェノール系エポキシを含む樹脂と、硬化剤と、を含むマトリックスと、
スチレンブタジエンゴムおよびブチルゴムよりなる群より選択された一以上のエラストマを含み、平均粒子径において０．０１乃至０．５μｍである粒子であって、前記樹脂の１００重量部に対して１乃至５０重量部の割合となるべく混合されて前記マトリックス中に一次分散した粒子と、
を備えた繊維強化プラスチック用のマトリックス樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１のマトリックス樹脂組成物において、前記粒子は、前記エラストマを囲み、塩化ビニルおよびアクリル樹脂よりなる群より選択された一以上の樹脂よりなるシェルを備える。
【請求項３】
請求項１のマトリックス樹脂組成物において、前記粒子は前記樹脂の１００重量部に対して２乃至３０重量部である。
【請求項４】
請求項１のマトリックス樹脂組成物において、前記粒子は前記樹脂の１００重量部に対して２．５乃至１５重量部である。
【請求項５】
請求項１のマトリックス樹脂組成物において、前記マトリックスは、ナフタレン骨格を有する２官能型エポキシ樹脂、分子内に水酸基を有するフェノキシ樹脂、トリグリシジルパラアミノフェノール、テトラグリシジルパラアミノメタン、およびノボラック型のエポキシ樹脂よりなる群より選択された何れかを、前記マトリックスの全体に対して０重量％を越えて３０重量％以下でさらに含む。
【請求項６】
ガラス、炭素、アラミド、アルミナおよびボロンよりなる群より選択された一以上の物質よりなる繊維と、
前記繊維に含浸して結合するマトリックス樹脂組成物であって、
ビスフェノール系エポキシを含む樹脂と、硬化剤と、を含むマトリックスと、
スチレンブタジエンゴムおよびブチルゴムよりなる群より選択された一以上のエラストマを含み、平均粒子径において０．０１乃至０．５μｍであり、前記樹脂の１００重量部に対して１乃至５０重量部の割合で混合されて前記マトリックス中に一次分散した粒子と、を含むマトリックス樹脂組成物と、
を備えた構造体。
【請求項７】
請求項６の構造体において、前記粒子は、前記エラストマを囲み、塩化ビニルおよびアクリル樹脂よりなる群より選択された一以上の樹脂よりなるシェルを備える。
【請求項８】
請求項６の構造体において、前記粒子は前記樹脂の１００重量部に対して２乃至３０重量部である。
【請求項９】
請求項６の構造体において、前記粒子は前記樹脂の１００重量部に対して２．５乃至１５重量部である。
【請求項１０】
請求項６の構造体において、前記マトリックスは、前記マトリックスは、ナフタレン骨格を有する２官能型エポキシ樹脂、分子内に水酸基を有するフェノキシ樹脂、トリグリシジルパラアミノフェノール、テトラグリシジルパラアミノメタン、およびノボラック型のエポキシ樹脂よりなる群より選択された何れかを、前記マトリックスの全体に対して０重量％を越えて３０重量％以下でさらに含む。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の第１の局面によれば、繊維強化プラスチック用のマトリックス樹脂組成物は、ビスフェノール系エポキシを含む樹脂と、硬化剤と、を含むマトリックスと、スチレンブタジエンゴムおよびブチルゴムよりなる群より選択された一以上のエラストマを含み、平均粒子径において０．０１乃至０．５μｍである粒子であって、前記樹脂の１００重量部に対して１乃至５０重量部の割合となるべく混合されて前記マトリックス中に一次分散した粒子と、を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の第２の局面によれば、構造体は、ガラス、炭素、アラミド、アルミナおよびボロンよりなる群より選択された一以上の物質よりなる繊維と、前記繊維に含浸して結合するマトリックス樹脂組成物であって、ビスフェノール系エポキシを含む樹脂と、硬化剤と、を含むマトリックスと、スチレンブタジエンゴムおよびブチルゴムよりなる群より選択された一以上のエラストマを含み、平均粒子径において０．０１乃至０．５μｍであり、前記樹脂の１００重量部に対して１乃至５０重量部の割合で混合されて前記マトリックス中に一次分散した粒子と、を含むマトリックス樹脂組成物と、を備える。
【国際調査報告】
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